Regulierung der Nahrungsaufnahme
Der Stoffwechsel kann die Nahrungsaufnahme nicht sehr lange überschreiten, wenn ein Tier überleben soll. Eine Möglichkeit, die beiden Prozesse auszugleichen, besteht darin, den Stoffwechsel auf ein Niveau zu senken, das durch maximale Aufnahme nachhaltig ist. Dies kann durch die Fähigkeit eingeschränkt sein, Lebensmittel aus einem kargen Lebensraum zu extrahieren. Daten für Filter-Feeder legen nahe, dass in bestimmten Fällen eine kontinuierliche Filtration mit maximalen Raten kaum ausreichen kann, um ein normales Wachstum und eine normale Wartung zu unterstützen. Es wurde festgestellt, dass selektive Futtermittel während des vorübergehenden Hungers eine mehr oder weniger drastische Verringerung des Stoffwechsels erfahren. Zweitens kann die Kapazität des Verdauungssystems die Nährstoffversorgung des Körpers einschränken. Es gibt Hinweise darauf, dass dies in der Minute der Filterfütterung von Krebstieren Daphnia magna der Fall ist. Es ist bekannt, dass solche Einschränkungen eine Rolle beim menschlichen Fütterungsverhalten spielen.
Beim Menschen und vielen anderen selektiven Futtermitteln übersteigen die Kapazitäten des Nahrungssammel- und Verdauungssystems jedoch alle bis auf die extremsten Anforderungen des Stoffwechsels. Um das Ernährungsgleichgewicht aufrechtzuerhalten, muss die Fütterung auf die Stoffwechselrate ausgerichtet sein. Informationen über die Mechanismen und sogar über das Vorhandensein einer solchen Regulierung der Aufnahme sind mit Ausnahme von Säugetieren und einigen Insekten spärlich.
Wirbeltiere
Die meisten Informationen zur Kontrolle des Fütterungsverhaltens bei Wirbeltieren stammen aus Studien an Säugetieren, aber die allgemeinen Muster bei Säugetieren scheinen bei Fischen, Amphibien, Reptilien und Vögeln vorhanden zu sein. Die Nahrungsaufnahme erfordert eine geordnete Abfolge von Such-, Nahrungsbeschaffungs- und Einnahme-Aktivitäten. Manchmal ist das Verhalten ausgefeilt. Die folgenden Elemente werden bei den verschiedenen Katzen unterschieden: Stalken, Spionieren, Stürzen, Stoßen mit dem Kopf, Beißen des Halses, Tragen in Deckung, Zupfen und Verschlingen. Bei grasenden Tieren ist das Muster viel einfacher. In jedem Fall hängt die Bewegung, die ein fütterndes Tier zu einem bestimmten Zeitpunkt ausführt, weitgehend von äußeren Reizen ab; Suchen und Verfolgen sind beispielsweise nicht erforderlich, wenn die Beute in Reichweite ist. In diesem Sinne ist jeder Fütterungsvorgang eine Reaktion auf die Umwelt, aber kein einfacher „Reflex“. Bei wiederholter Darstellung der gleichen Ernährungssituation zeigt die Person manchmal die angemessene Reaktion, zu anderen Zeiten jedoch nicht. Diese Schwankungen der Reaktionsfähigkeit sind in allen Elementen des Fütterungsverhaltens ungefähr parallel. Die Reaktionsfähigkeit ist tendenziell höher, wenn der Mangel an Nahrung im Körper zunimmt. Es scheint, dass die Reaktionsfähigkeit der Gehirnmechanismen für die Fütterung durch Nachrichten gesteuert wird, die über den Ernährungszustand des Körpers berichten. Mit anderen Worten, der Inhalt dieser Nachrichten ist eine Hauptdeterminante für den Grad der Fütterungsmotivation (für andere Einflüsse siehe unten Beziehung der Fütterung zu anderen Funktionen). Hohe und niedrige Fütterungsmotivation sind die objektiven Gegenstücke zu den alltäglichen Konzepten von Hunger und Sättigung. Die Regulierung der Nahrungsaufnahme muss daher von den physiologischen Mechanismen der Fütterungsmotivation abhängen.
Spezifischer Hunger
Das Fehlen von Nährstoffen mit einer bestimmten anabolen Funktion wie Vitaminen oder Mineralstoffen muss durch eine erhöhte Aufnahme der jeweiligen Substanz behoben werden. Bisher ist wenig über die spezifischen Hungermechanismen bekannt, die eine erhöhte Aufnahme gewährleisten. Es gibt jedoch gute Beweise dafür, dass ein Nährstoffmangel zu einer spezifischen Erhöhung der Reaktionsfähigkeit auf Lebensmittel führt, die die benötigte Substanz enthalten. Bei Thiamin (Vitamin B 1) ist ein Lernprozess beteiligt. Das mangelhafte Tier probiert verschiedene Arten von Futter aus und konzentriert sich auf diejenigen, die den Mangel beseitigen. Der spezifische Appetit auf Salz bei einem Patienten mit Natriummangel scheint dagegen auf einer genetisch bedingten Zunahme der Reaktion auf den Geschmack von Natriumchlorid zu beruhen und erfordert kein Lernen.
Kalorienregulierung
Kraftstoffmangel im Körper kann durch Aufnahme einer Vielzahl möglicher Substanzen, die Energie liefern, korrigiert werden. Die meisten natürlichen Lebensmittel enthalten eine Mischung solcher Substanzen. Energiemängel können durch eine erhöhte Reaktion auf Lebensmittel im Allgemeinen behoben werden. Verschluckte Nahrung (dh Kalorien) gelangt von (1) dem Mund zu (2) dem Verdauungstrakt zu (3) dem Blutkreislauf; Wenn das verdaute Lebensmittel nicht sofort für katabolische Prozesse benötigt wird, gelangt es zu (4) Lagerorten, von denen das Fettgewebe das wichtigste ist. Diese vier Regionen werden kontinuierlich überwacht. Über die Überwachungsfunktionen der Organe auf Geschmack, Geruch und Berührung im Mundbereich ist eine beträchtliche Menge bekannt. Darüber hinaus überwachen Distensionsrezeptoren im Verdauungstrakt das Volumen dort und Chemorezeptoren die Art des Inhalts. Informationen über die Verfügbarkeit von Glukose (dem am häufigsten verwendeten Zucker) und möglicherweise anderen Brennstoffen im Blut werden von Zellen aufgezeichnet, die sich wahrscheinlich sowohl im Gehirn selbst als auch anderswo (z. B. in der Leber) befinden. Schließlich deuten Indizien darauf hin, dass auch der Inhalt von Fettgewebe überwacht wird. Alle Lebensmittel, die durch den Körper gelangen, tragen nacheinander zu jeder dieser vier Botschaften bei, bis sie schließlich abgebaut werden.
Die Signale konvergieren auf den Gehirnmechanismen für die Fütterungsmotivation über nervöse und möglicherweise humorale (chemische) Wege. Hier haben sie zwei Arten von Wirkungen: (1) wenn Signale aus den vier Regionen einen erhöhten Kraftstoffgehalt melden, wird die Fütterungsmotivation verringert (das Sättigungsgefühl wird erhöht) und (2) wenn Geschmacks- und möglicherweise andere (z. B. visuelle) Rezeptoren werden durch schmackhafte Nahrung angeregt, erhöht sich die Fütterungsmotivation. Die Aufnahme stoppt, wenn die Ansammlung von Signalen der ersten Art, die die der zweiten Art überschreibt, dazu führt, dass der Hunger unter ein kritisches Niveau fällt. Die Fütterung wird wieder aufgenommen, wenn der Hunger dieses Niveau aufgrund von Kraftstoffmangel durch Katabolismus und Entleerung des Verdauungstrakts durch Verdauung und Absorption überschreitet. Einmal begonnen, wird die Aufnahme durch die positiven Effekte des Nahrungsmittelreizes verstärkt. Das Nettoergebnis dieses Zusammenspiels von positiven und negativen Rückkopplungen von Lebensmittelreaktionen ist, dass die Kalorienaufnahme, die über einen ausreichend langen Zeitraum (mindestens mehrere Tage) beobachtet wird, gleich der Energieabgabe über diesen Zeitraum ist, so dass der Kraftstoffgehalt des Körpers (Körpergewicht in ausgewachsene Individuen) bleibt konstant.
Die an der Fütterungsmotivation von Wirbeltieren beteiligten Gehirnmechanismen bestehen aus einem komplexen Netzwerk, das noch nicht gut verstanden ist und unter anderem das limbische System (die Randzone des Vorderhirns) und den Hypothalamus umfasst. Der laterale Hypothalamus („Hungerzentrum“) erleichtert die Fütterungsreaktionen. Die elektrische oder chemische Stimulation dieses Bereichs löst bei gesättigten Personen eine unersättliche Fütterung aus, und ihre Zerstörung führt zu mehr oder weniger längerem Nichtessen (Aphagie). Wenn das Subjekt jedoch durch künstliche Fütterung am Leben erhalten wird, können andere Gehirnbereiche die mehr oder weniger normale Fütterung übernehmen und wieder herstellen. Im Gegensatz dazu scheint der ventromediale (untere zentrale) Kern des Hypothalamus eine Clearingstelle für Sättigungssignale zu sein. Patienten mit Läsionen in diesem Bereich hören auf, sich nur bei einem ungewöhnlich hohen Energiegehalt (Fettleibigkeit) und starkem Überessen (Hyperphagie) zu ernähren, bis dieses Niveau erreicht ist.
